本文以多壁纳米碳管、活性炭、氧化镍为液流式超级电容器的电极材料，分别进行材料制备、电极制备及用于液流式超级电容器中对不同无机盐溶液电化学和脱盐性能的研究。本文的主要研究内容和创新点归纳如下： (1)以Ni-SiO<,2>二元气凝胶为催化剂，采用化学气相沉积法制备出不同管径的纳米碳管。利用该法制备的纳米碳管纯度较高，热稳定性较好。利用透射电子显微镜、粉末体积电阻率仪、氮气吸附测试和X射线衍射分析等测试手段研究纳米碳管形态结构，结果表明：纳米碳管具有巨大的长径比，以中孔分布为主。纳米碳管的管径对纳米碳管的性能有着很大的影响，纳米碳管管径越大，越趋向于石墨化，电阻越低，并且内压能够增加纳米碳管粉末的导电性；纳米碳管的管径越小，粉末的比表面积和孔容越大。 (2)添加不同种类和含量的粘结剂，通过冷压和热压方法，结合炭化处理等工艺制备纳米碳管电极。通过SEM对电极断面进行形貌分析，发现热压成型的、经炭化后内部空隙显著多于冷压成型电极和炭化前电极；利用电池测试仪分析比较不同成型工艺制备的电极在无机盐溶液中的充放电性能，发现热压成型的电极炭化后，电极的比电容不仅优于炭化前电极，且明显优于冷压成型电极。根据电极循环使用测试比较，发现用酚醛树脂为粘结剂热压成型所得电极经过炭化后，其使用寿命最长。 (3)纳米碳管电极在-0.8和0.2 V之间的循环伏安曲线矩形性和对称性相当高，这表明纳米碳管作为电极活性材料的电化学超级电容器有着相当好的循环性能、电容稳定性能和良好的再生性能。无机盐的种类对纳米碳管电极的电容量和电荷传递电阻产生重大的影响，电流越小，纳米碳管电极产生的电容量越大，纳米碳管电极电吸附脱盐能力由大到小依次为Na<,2>SO<,4>、KCl、NaCl、MgSO<,4>、CaCl<,2>、CuSO<,4>，使用寿命超过10000次。 (4)活性炭具有超大比表面积和优异孔洞分布，分析活性炭电极阻抗、循环伏安和充放电性能的结果表明，活性炭具有优异的电化学活性，研究该电吸附脱盐性能的结果表明，活性炭具有比纳米碳管更大的比电容量和脱盐性能。但是活性炭存在电阻过大、能耗较高且强度不高等缺点。研究活性炭与纳米碳管不同比例复合电极性能，发现添加少量的纳米碳管能在一定程度上提高电极比表面积、孔容及比电容，同时降低电极电阻率。当纳米碳管与活性炭质量比为10:90时，制成电极的比表面积达到1309.1 m<2>/g，在5000 mg／L的Na<,2>SO<,4>溶液中，电极比电容达到54.20 F/g，比脱盐量达到8.23 mg/g。 (5)利用液相法制成的纳米碳管/氧化镍复合管材料，该材料管径均匀、纯度高。采用纳米碳管/氧化镍/活性炭复合电极，通过电化学性能测试发现，氧化镍能够有效增加电极对Na<,2>SO<,4>、KCI、NaCl等一价碱金属阳离子溶液的脱盐量。 (6)液流式超级电容器对KCl、NaCl、Na<,2>SO<,4>等一价碱金属阳离子溶液有着非常显著的脱盐效果，其次为NgSO<,4>、CaCl<,2>等二价碱土金属阳离子溶液。由于CuSO<,4>在通电的作用下发生分解，产生的金属铜附着在电极表面，因此液流式超级电容器不适宜对CuSO<,4>溶液进行脱盐。研究发现纳米碳管的缺陷对电极性能影响很大，缺陷有利于增加电极亲水性和脱盐量，但增加了电极电阻和延长了电极再生时间。